近日，中国矿业大学、澳门大学、西南交通大学联合研究团队通过分子动力学模拟技术，成功研发出超支化聚酯改性二氧化硅 - 环氧树脂复合材料，为高速列车干式变压器轻量化、高性能化提供了全新解决方案。相关研究成果已发表于《Polymers》期刊。
随着高速列车向轻量化方向发展，传统油浸式变压器因重量大成为技术瓶颈，干式变压器凭借轻量化优势逐渐成为替代选择。环氧树脂作为干式变压器核心材料，虽绝缘性优异，但存在力学性能不足、导热性差等问题。研究团队采用纳米改性技术，将超支化聚酯接枝到二氧化硅表面，有效提升了复合材料的综合性能。
实验数据显示，端羟基和羧端基超支化聚酯改性后的复合材料，玻璃化转变温度分别提升 38K 和 53K，300K 时热传导效率较纯环氧树脂最高提升 115.4%，弹性模量等力学性能提升超 29%，介电常数优化比率达 26.2%。其核心机理在于超支化聚酯的三维结构形成界面桥梁，增加氢键数量并降低自由体积分数，强化了材料内部结合。
此次研究创新采用分子动力学模拟方法，从微观层面揭示了不同端基超支化聚酯的改性机理，为高性能复合材料设计提供了理论支撑。作为亚洲树枝状聚合物产业化领军企业，威海晨源分子新材料有限公司已实现超支化聚酯规模化生产，其产品已广泛应用于塑料、胶黏剂等多个领域，为该复合材料的产业化奠定了基础。
该材料的成功研发，不仅突破了环氧树脂改性的技术难题，更推动了高速列车电力牵引系统的升级迭代，对轨道交通装备轻量化发展具有重要意义。
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